激(ji)光(guang)電弧(hu)復(fu)合焊(han)有時也稱電弧(hu)輔助激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)技術，其(qi)主(zhu)要目的是有效利(li)用(yong)激(ji)光(guang)和電弧(hu)的熱源(yuan)，充分(fen)發揮兩(liang)種熱源(yuan)各自優勢，取長補短(duan)，以較小的激(ji)光(guang)功率(lv)獲得較大的熔深，穩定焊(han)接(jie)(jie)過程(cheng)，提高焊(han)接(jie)(jie)效率(lv)，降低(di)激(ji)光(guang)焊(han)接(jie)(jie)的裝配精度(du)和應用(yong)成本(ben)。
采(cai)用激(ji)光(guang)(guang)(guang)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)接的(de)方式有兩(liang)種(zhong)方式：一(yi)(yi)種(zhong)是激(ji)光(guang)(guang)(guang)與電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)沿焊(han)(han)(han)接方向前后串行(xing)(xing)排列，且兩(liang)者相(xiang)距較(jiao)大，作為兩(liang)個獨(du)立的(de)熱源(yuan)作用于(yu)焊(han)(han)(han)件，主要(yao)利用電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)熱源(yuan)對焊(han)(han)(han)縫進行(xing)(xing)預熱或后熱，以提高材(cai)料對激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)吸收率，改善焊(han)(han)(han)縫組織和(he)性能(neng)；另一(yi)(yi)種(zhong)是激(ji)光(guang)(guang)(guang)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)共同作用于(yu)同一(yi)(yi)個熔(rong)池，焊(han)(han)(han)接過(guo)程(cheng)中激(ji)光(guang)(guang)(guang)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)之間(jian)存在相(xiang)互作用和(he)能(neng)量(liang)的(de)耦合，也(ye)就是我們常(chang)說的(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)復合焊(han)(han)(han)接。
激光電弧復(fu)合焊接(jie)又分同軸(zhou)復(fu)合和旁(pang)軸(zhou)復(fu)合，如(ru)圖3-55所示。
1. 同軸復(fu)合(he)是(shi)激光(guang)(guang)束(shu)(shu)與(yu)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)同軸作(zuo)用(yong)(yong)在焊(han)(han)(han)件的(de)同一位(wei)置(zhi)，即激光(guang)(guang)穿過電(dian)(dian)弧(hu)(hu)中(zhong)心(xin)或(huo)(huo)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)穿過對(dui)稱(cheng)布置(zhi)的(de)環(huan)狀光(guang)(guang)束(shu)(shu)或(huo)(huo)多束(shu)(shu)幾(ji)何中(zhong)心(xin)到達焊(han)(han)(han)件表(biao)面。激光(guang)(guang)-TIG電(dian)(dian)弧(hu)(hu)復(fu)合(he)是(shi)較為(wei)簡單的(de)一種(zhong)同軸復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)接(jie)方式，焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，激光(guang)(guang)在熔池中(zhong)形成的(de)小孔(kong)對(dui)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)具(ju)有(you)吸引和(he)壓縮作(zuo)用(yong)(yong)，增強了電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)電(dian)(dian)流密度和(he)穩定性(xing)；即使(shi)在高(gao)速(su)焊(han)(han)(han)接(jie)條件下，仍(reng)可保證電(dian)(dian)弧(hu)(hu)穩定，焊(han)(han)(han)縫(feng)成形良好，氣孔(kong)、咬邊等(deng)缺(que)陷(xian)大大減(jian)少。它的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)速(su)度一般(ban)是(shi)激光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)接(jie)速(su)度的(de)2倍以上，更遠遠大于TIG焊(han)(han)(han)。這種(zhong)復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)主要(yao)用(yong)(yong)于薄板或(huo)(huo)薄壁不銹鋼管的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)接(jie)速(su)度高(gao)達15m／min，焊(han)(han)(han)縫(feng)成形明顯改(gai)善，且降低(di)了對(dui)坡口加工(gong)精度的(de)要(yao)求。
2. 旁軸(zhou)(zhou)復(fu)(fu)合(he)(he)是(shi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)束和電(dian)弧(hu)(hu)呈一(yi)定(ding)角度地作(zuo)用在焊(han)(han)(han)(han)(han)件的(de)同一(yi)位置，激(ji)(ji)(ji)光(guang)束與電(dian)弧(hu)(hu)呈不對稱的(de)幾何(he)關系。激(ji)(ji)(ji)光(guang)可(ke)以在電(dian)弧(hu)(hu)前(qian)方引入(ru)，也可(ke)以要電(dian)弧(hu)(hu)后(hou)方引入(ru)。旁軸(zhou)(zhou)復(fu)(fu)合(he)(he)容易實現，可(ke)以采(cai)用激(ji)(ji)(ji)光(guang)束與TIG電(dian)弧(hu)(hu)、MAG/MIG電(dian)弧(hu)(hu)或等離子弧(hu)(hu)復(fu)(fu)合(he)(he)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)是(shi)目前(qian)應用最廣泛的(de)一(yi)種(zhong)復(fu)(fu)合(he)(he)熱源焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方式(shi)，由于(yu)MIG具(ju)有送絲和熔滴過(guo)渡，一(yi)般(ban)采(cai)用旁軸(zhou)(zhou)復(fu)(fu)合(he)(he)方式(shi)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)不但可(ke)增大熔深，改(gai)善焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)適應性，還可(ke)通過(guo)填充焊(han)(han)(han)(han)(han)絲改(gai)善焊(han)(han)(han)(han)(han)縫組織和性能。采(cai)用激(ji)(ji)(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速度比單激(ji)(ji)(ji)光(guang)或單MIG焊(han)(han)(han)(han)(han)時提高(gao)約1/3，而輸入(ru)能量減少了1/4，更(geng)體現出復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)高(gao)效和節能優(you)勢。激(ji)(ji)(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)比激(ji)(ji)(ji)光(guang)-TIG復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)板厚更(geng)大，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)適應性更(geng)強。
旁軸復合焊(han)(han)接(jie)根據焊(han)(han)接(jie)位(wei)置（即兩熱(re)源(yuan)的(de)相(xiang)對位(wei)置）的(de)不同，又分為激光(guang)前置（電(dian)弧在激光(guang)之后）和激光(guang)后置（電(dian)弧在激光(guang)之前）兩種形式，其焊(han)(han)接(jie)原理示意圖(tu)如圖(tu)3-56所示。兩熱(re)源(yuan)前后位(wei)置的(de)不同對焊(han)(han)縫形貌(mao)、成(cheng)形影響較大(da)。
用激(ji)光-MAG復合焊(han)進(jin)行試驗(yan)時，在完(wan)全相同的焊(han)接參數(shu)下，互(hu)換兩(liang)(liang)熱(re)(re)(re)(re)源(yuan)前后位置，從圖(tu)3-57和圖(tu)3-58中可(ke)以(yi)看出焊(han)縫(feng)(feng)形(xing)貌截然不同，激(ji)光后置焊(han)縫(feng)(feng)，兩(liang)(liang)熱(re)(re)(re)(re)源(yuan)都達到了有效(xiao)耦(ou)合，焊(han)縫(feng)(feng)表面圓(yuan)潤(run)飽滿，基本沒有飛(fei)濺；激(ji)光前置焊(han)縫(feng)(feng)，焊(han)縫(feng)(feng)寬(kuan)窄不一且伴有大(da)顆粒(li)飛(fei)濺，電弧不能穩定燃(ran)燒，兩(liang)(liang)種熱(re)(re)(re)(re)源(yuan)耦(ou)合較(jiao)差。從上述圖(tu)中還(huan)可(ke)以(yi)知道，當熱(re)(re)(re)(re)源(yuan)間距(ju)為6mm時，兩(liang)(liang)者焊(han)縫(feng)(feng)形(xing)貌都處于(yu)最佳(jia)狀態。
圖3-59表示了(le)熱源間距與熔(rong)寬(kuan)(kuan)關系，從圖中除了(le)熱源間距＝2mm外，激光(guang)前(qian)(qian)置時(shi)的(de)焊(han)縫(feng)熔(rong)寬(kuan)(kuan)均比激光(guang)后(hou)(hou)置時(shi)較寬(kuan)(kuan)。這是因(yin)(yin)為激光(guang)前(qian)(qian)置時(shi)沒有(you)電(dian)弧(hu)(hu)預熱母材，使焊(han)接金(jin)(jin)屬(shu)首先對(dui)(dui)激光(guang)是反射作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，待金(jin)(jin)屬(shu)表面微熔(rong)后(hou)(hou)，對(dui)(dui)激光(guang)能量的(de)吸(xi)收(shou)才變得明顯，不能形成激光(guang)小孔效應(ying)，激光(guang)致等離子體減少。因(yin)(yin)此(ci)，對(dui)(dui)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)引導(dao)(dao)、壓(ya)縮作(zuo)用(yong)(yong)(yong)減弱，弧(hu)(hu)柱在金(jin)(jin)屬(shu)表面作(zuo)用(yong)(yong)(yong)面積增(zeng)加，導(dao)(dao)致激光(guang)前(qian)(qian)置施焊(han)時(shi)的(de)焊(han)縫(feng)熔(rong)寬(kuan)(kuan)較寬(kuan)(kuan)、熔(rong)深(shen)較淺(qian)、余高小還有(you)不同程(cheng)度的(de)咬邊缺陷。激光(guang)后(hou)(hou)置施焊(han)時(shi)，電(dian)弧(hu)(hu)首先對(dui)(dui)焊(han)接作(zuo)用(yong)(yong)(yong)點進行(xing)預熱，金(jin)(jin)屬(shu)對(dui)(dui)激光(guang)能量吸(xi)收(shou)和小孔效應(ying)增(zeng)強(qiang)，激光(guang)對(dui)(dui)電(dian)弧(hu)(hu)的(de)引導(dao)(dao)和壓(ya)縮作(zuo)用(yong)(yong)(yong)增(zeng)強(qiang)，而且MAG焊(han)縫(feng)處于前(qian)(qian)傾焊(han)接方位(wei)，電(dian)弧(hu)(hu)力后(hou)(hou)排熔(rong)池金(jin)(jin)屬(shu)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)也(ye)增(zeng)大(da)，熔(rong)滴著陸點與激光(guang)在焊(han)接金(jin)(jin)屬(shu)上的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)點距離縮短，提高了(le)能量的(de)利用(yong)(yong)(yong)率(lv)，因(yin)(yin)此(ci)焊(han)縫(feng)熔(rong)深(shen)要深(shen)些，熔(rong)寬(kuan)(kuan)相應(ying)要窄些。
圖3-60表示出熱源間距與熔深(shen)的(de)關(guan)系(xi)：從(cong)圖中可(ke)知，激(ji)光(guang)后置(zhi)(zhi)時(shi)，熔深(shen)隨著熱源間距的(de)增大(da)而增熔，最小熔深(shen)為(wei)2.9mm；激(ji)光(guang)前置(zhi)(zhi)時(shi)的(de)熔深(shen)變化恰(qia)恰(qia)與激(ji)光(guang)后置(zhi)(zhi)相反，它的(de)最小熔深(shen)為(wei)1.2mm，最大(da)熔深(shen)也只有3.9mm，充分說明了激(ji)光(guang)與電弧空間位(wei)置(zhi)(zhi)不同，焊接效果有較(jiao)大(da)差異。
在(zai)激(ji)光-電(dian)弧復(fu)合焊接中，應選擇激(ji)光后置的方式(shi)，電(dian)弧電(dian)流小時熱源間距(ju)(ju)應選2～3mm之(zhi)(zhi)間；電(dian)弧電(dian)流較大時熱源間距(ju)(ju)要(yao)選5～6mm之(zhi)(zhi)間。
3. 有資料介紹(shao)，用脈沖Nd：YAG 激(ji)(ji)光／TIG 電弧復合熱源(yuan)在304不銹鋼板(ban)（板(ban)厚3mm，試(shi)板(ban)尺寸100mm×150mm）上進行堆(dui)焊試(shi)驗。來了解脈沖Nd：YAG激(ji)(ji)光/TIG電弧復合熱源(yuan)堆(dui)焊過程中激(ji)(ji)光功率、激(ji)(ji)光束(shu)離焦量和焊接(jie)速度對焊縫形(xing)貌、熔深(shen)和熔寬的(de)影響。
焊接設備采用JHM-1GXY-400X型脈(mo)沖Nd YAG 激(ji)光器和TIG WP300焊機(ji)(ji)。JHM-1GXY-400X型激(ji)光器最(zui)大輸出功率(lv)500W，經(jing)焦距(ju)70mm的(de)透鏡聚焦后可獲得(de)直徑0.2mm的(de)焦斑(ban)。TIG WP300焊機(ji)(ji)最(zui)大電流300A。采用旁軸復合的(de)激(ji)光后置(zhi)式進行堆(dui)焊。堆(dui)焊過程中采用氬氣對(dui)激(ji)光頭、TIG焊槍及工件高(gao)溫區域(yu)進行保(bao)護。
試(shi)驗(yan)參(can)(can)數均為(wei)：TIG電流I，＝190A，TIG電壓U1＝11～12V，泵(beng)浦燈電流IL＝190A，激(ji)光束(shu)離焦量e＝-1mm，激(ji)光脈沖頻(pin)率(lv)f＝15Hz，脈寬(kuan)b＝2.5ms，熱源間距d＝0.5mm，焊(han)接速度u＝25cm/min（此組參(can)(can)數下激(ji)光功率(lv)為(wei)350W）。
試驗結果與(yu)分(fen)析：
1. 三(san)種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)形(xing)(xing)貌(mao)(mao)、熔(rong)深(shen)和(he)(he)(he)(he)熔(rong)寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)比(bi)較。單一TIG焊(han)(han)(han)、單一激光焊(han)(han)(han)和(he)(he)(he)(he)激光／TIG復合焊(han)(han)(han)三(san)種(zhong)情況(kuang)下得到的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)形(xing)(xing)貌(mao)(mao)如圖3-61所示：單一TIG焊(han)(han)(han)接(jie)得到典(dian)型熱(re)導(dao)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)深(shen)寬(kuan)比(bi)很(hen)(hen)小；激光焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)寬(kuan)很(hen)(hen)小，熔(rong)深(shen)很(hen)(hen)大，深(shen)寬(kuan)比(bi)約(yue)為(wei)TIG焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)12倍；復合焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)寬(kuan) 圖3-61 不同(tong)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)源(yuan)得到的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)形(xing)(xing)貌(mao)(mao)度和(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)深(shen)都(dou)明顯(xian)增(zeng)大，形(xing)(xing)成了(le)“釘頭”形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)形(xing)(xing)貌(mao)(mao)。三(san)者的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)分別為(wei)0.6m㎡、1.1m㎡和(he)(he)(he)(he)2.4m㎡，復合焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)比(bi)兩種(zhong)熱(re)源(yuan)單一焊(han)(han)(han)接(jie)得到的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)橫(heng)截(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)面(mian)(mian)積(ji)之和(he)(he)(he)(he)還要大0.7m㎡左右(you)，可見兩種(zhong)熱(re)源(yuan)復合后(hou)產生(sheng)了(le)“1＋1＞2”的(de)(de)(de)(de)效應。
2. 激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)(lv)(lv)對(dui)復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)縫形(xing)貌(mao)、熔深和(he)熔寬的(de)(de)(de)(de)影響。在其他(ta)工藝參數不變(bian)的(de)(de)(de)(de)條件下改變(bian)激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)(lv)(lv)（P2）為70W、210W和(he)350W進行(xing)復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)接，這(zhe)三種(zhong)情(qing)況焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)橫(heng)(heng)截(jie)面面積(ji)(ji)依次為1.07m㎡、1.68m㎡和(he)2.34m㎡，復(fu)(fu)合(he)(he)熱(re)(re)(re)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)分別為520W、660W和(he)800W。這(zhe)三種(zhong)情(qing)況下單位(wei)熱(re)(re)(re)源(yuan)功(gong)率(lv)(lv)(lv)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫橫(heng)(heng)截(jie)面面積(ji)(ji)依次為2.06m㎡/kW，2.55m㎡／kW和(he)2.96m㎡/kW，從(cong)圖3-62可(ke)見。表明隨著激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)大(da)(da)(da)，復(fu)(fu)合(he)(he)熱(re)(re)(re)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)功(gong)率(lv)(lv)(lv)也(ye)增(zeng)大(da)(da)(da)，這(zhe)是因為激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)(lv)(lv)增(zeng)大(da)(da)(da)時(shi)小(xiao)孔(kong)效(xiao)應更加顯著，而且激(ji)(ji)光對(dui)TIG電弧的(de)(de)(de)(de)穩(wen)弧和(he)壓縮作用會增(zeng)強，從(cong)而使電弧能量密度增(zeng)大(da)(da)(da)。同時(shi)從(cong)圖3-63中可(ke)以看到，當(dang)激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)(lv)(lv)從(cong)70W增(zeng)大(da)(da)(da)到350W時(shi)熔深的(de)(de)(de)(de)變(bian)化很顯著，從(cong)約0.9mm增(zeng)大(da)(da)(da)到約2.0mm，增(zeng)加了(le)約110％，而熔寬的(de)(de)(de)(de)增(zeng)幅(fu)相對(dui)小(xiao)些(xie)，只有(you)20％。總之，激(ji)(ji)光功(gong)率(lv)(lv)(lv)增(zeng)大(da)(da)(da)時(shi)，復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)焊(han)縫深和(he)熔寬均增(zeng)大(da)(da)(da)，復(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)焊(han)縫橫(heng)(heng)截(jie)面面積(ji)(ji)增(zeng)大(da)(da)(da)，復(fu)(fu)合(he)(he)熱(re)(re)(re)源(yuan)熱(re)(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)也(ye)增(zeng)大(da)(da)(da)。
3. 激光(guang)束離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)復(fu)合(he)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)形貌、熔(rong)深和熔(rong)寬(kuan)的(de)(de)(de)影響(xiang)在離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)分別為(wei)(wei)5、2、-1和-3四種情況(kuang)下進行堆焊(han)(han)試驗，從圖(tu)3-64中(zhong)可以看出，離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)焊(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截面(mian)形貌有非常顯著的(de)(de)(de)影響(xiang)：在離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝5mm時(shi)，由于工件表(biao)面(mian)激光(guang)光(guang)斑(ban)直(zhi)徑過(guo)圖(tu)3-64 離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)復(fu)合(he)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截面(mian)形貌的(de)(de)(de)影響(xiang)大，能(neng)量(liang)(liang)密度較低(di)不足(zu)產生小(xiao)孔效應，此時(shi)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接模(mo)式為(wei)(wei)熱傳導焊(han)(han)接；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝2mm時(shi)，工件表(biao)面(mian)光(guang)斑(ban)直(zhi)徑減小(xiao)，功率密度有所(suo)增大，因此形成了(le)錐狀的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截面(mian)形貌；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝-1mm時(shi)得(de)到的(de)(de)(de)熔(rong)深最大；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝-3mm時(shi)也形成了(le)典型的(de)(de)(de)釘(ding)頭焊(han)(han)縫(feng)(feng)，其焊(han)(han)縫(feng)(feng)熔(rong)深和離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)為(wei)(wei)e＝-1mm時(shi)相(xiang)比(bi)有所(suo)減少。
激(ji)光離焦(jiao)量(liang)對復(fu)合(he)焊(han)焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)深(shen)和熔(rong)(rong)(rong)寬尺寸的影響如圖3-65所示，離焦(jiao)量(liang)從-3mm增加(jia)(jia)到5mm的過程中，焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)深(shen)先增大(da)，在(zai)離焦(jiao)量(liang)為-1mm時達(da)到最大(da)，然后(hou)(hou)隨(sui)著離焦(jiao)量(liang)的進一步(bu)(bu)增大(da)焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)深(shen)開(kai)始減小(xiao)；焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)寬隨(sui)離焦(jiao)量(liang)的變化(hua)(hua)趨勢(shi)與熔(rong)(rong)(rong)深(shen)相(xiang)同，隨(sui)著離焦(jiao)量(liang)從-3mm增大(da)到5mm，焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)寬也在(zai)離焦(jiao)量(liang)為-1mm時增加(jia)(jia)到最大(da)，然后(hou)(hou)隨(sui)著離焦(jiao)量(liang)的進一步(bu)(bu)增大(da)而減少，從圖3-65還可以(yi)看到，離焦(jiao)量(liang)變化(hua)(hua)會(hui)導(dao)致復(fu)合(he)焊(han)焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)深(shen)發生較大(da)幅度(du)變化(hua)(hua)，而焊(han)縫(feng)熔(rong)(rong)(rong)寬的變化(hua)(hua)幅度(du)則相(xiang)對較小(xiao)。
在(zai)圖(tu)3-64四種(zhong)情(qing)況(kuang)下焊縫橫截面面積測量(liang)結(jie)果依次為0.94m㎡、1.29m㎡、2.37m㎡和1.66m㎡。即隨著(zhu)離(li)焦量(liang)從-3mm增大(da)(da)到5mm，復合熱源(yuan)熱效(xiao)率先增大(da)(da)，離(li)焦量(liang)為-1mm時達到最大(da)(da)，然后隨著(zhu)離(li)焦量(liang)的(de)進一步增大(da)(da)而減小。
4. 焊(han)接速(su)度(du)對復合焊(han)縫形貌、熔(rong)(rong)深(shen)和熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)影(ying)(ying)響(xiang)。在其他工藝參數保持不變(bian)，焊(han)接速(su)度(du)分別為35cm／min、25cm／min和15cm／min的(de)條(tiao)件下分別進行焊(han)接試驗(yan)，對焊(han)縫形貌、熔(rong)(rong)深(shen)和熔(rong)(rong)寬(kuan)進行測量：圖3-66中可以看出，隨著焊(han)接速(su)度(du)的(de)減小，焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)和熔(rong)(rong)寬(kuan)都明(ming)顯增(zeng)大(da)(da)，當(dang)焊(han)接速(su)度(du)為15cm／min時，試板幾乎熔(rong)(rong)穿(chuan)；圖3-67所示為焊(han)接速(su)度(du)對復合焊(han)焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)和熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)影(ying)(ying)響(xiang)，焊(han)接速(su)度(du)從15cm／min增(zeng)大(da)(da)到(dao)35cm／min時，復合焊(han)焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)變(bian)化(hua)較大(da)(da)，而焊(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)變(bian)化(hua)則(ze)相對較小。
圖3-67中三種情況下焊縫截面面積依次為1.88m㎡、2.37m㎡和3.45m㎡。除了焊接速度外，三種情況下的其他工藝參數相同，為了消除熱輸入變化對焊縫橫截面面積的影響，計算了這三種情況下復合焊縫橫截面面積與焊接速度的乘積，結果依次為658mm3/min、592.5mm3/min 和517.5mm3/min，即截面面積與焊接速度的乘積是隨復合熱源焊接速度減少而降低，可見隨著焊接速度的減小，雖然復合焊焊縫橫截面積是不斷增大，但是復合熱源的熱效率是不斷減少的。
總(zong)之，焊接速(su)度(du)減小(xiao)時(shi)，復(fu)合焊縫熔深、熔寬和焊縫橫(heng)截面(mian)面(mian)積都(dou)增大。
復合焊接的主要(yao)優點如下：
1. 焊(han)接能量(liang)集中(zhong)，焊(han)接速(su)度快，熔深大，比單(dan)純激光焊(han)或電弧焊(han)都好。
2. 電弧(hu)過(guo)程穩(wen)定(ding)，既使在小電流條件下施焊，也能穩(wen)定(ding)地焊接。
3. 對接頭間(jian)隙不敏感，比激(ji)光焊好(hao)得(de)多。
4. 可以通過焊絲來改善焊縫的性(xing)能，比(bi)激光焊優越(yue)。
5. 焊(han)縫成(cheng)形美觀(guan)、單位熱(re)輸入低，焊(han)接變(bian)形小，焊(han)后矯正量小與激光(guang)焊(han)相當。
6. 復合焊(han)接是一種高效率低成本優(you)質焊(han)縫的(de)焊(han)接工藝(yi)。
激光(guang)-電(dian)弧(hu)復合焊的(de)種類(lei)比較多，可(ke)以根據產品的(de)類(lei)別(bie)、材(cai)質和厚度(du)進行選用。其種類(lei)有：
1. 百瓦級激光能量＋電弧復合
熱源顯示為電弧(hu)的特性，激光功(gong)率能量比較小（W≤500），激光主要起穩弧(hu)和(he)壓縮電弧(hu)、提高(gao)電弧(hu)能量利用率的作用，多用于激光＋鎢極氣體保(bao)護電弧(hu)的復合(he)焊(han)(han)接，比較適合(he)對薄(bo)板的焊(han)(han)接。
2. 千瓦級激光能量＋電弧復合
熱源兼有(you)激光和電(dian)弧(hu)特性(xing)，能夠充分利用(yong)(yong)二者(zhe)的優(you)點(dian)，多(duo)用(yong)(yong)于(yu)激光＋MIG／MAG電(dian)弧(hu)的復(fu)合焊。適用(yong)(yong)于(yu)鋁合金(jin)、鎂合金(jin)、碳鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)、低合金(jin)高強(qiang)(qiang)鋼(gang)和超高強(qiang)(qiang)鋼(gang)等材料的焊接。
3. 萬瓦級(ji)激光能量＋電弧復合
熱源顯示激光的特點，具有較大的焊縫熔寬比，大多采用大功率CO2激光與MAG焊的復合。它難于實現全位置焊接，主要用于船板等大厚度的焊接，設備投資較大。
激光-電弧復合焊接(jie)工藝(yi)是一種具有遠大(da)前途的(de)工藝(yi)方(fang)法，已在造船、汽車等領域(yu)大(da)厚度高(gao)強度鋼板(ban)的(de)焊接(jie)中得到(dao)成功的(de)應用。例如(ru)，用焊接(jie)熱(re)軋高(gao)強鋼，熔(rong)深可達(da)(da)15mm，而變形量僅(jin)為普(pu)通焊接(jie)的(de)1／10；焊接(jie)板(ban)厚為6mm的(de)T型接(jie)頭，焊接(jie)速度可達(da)(da)3m／min，達(da)(da)到(dao)了焊接(jie)速度快、變形小(xiao)、質量高(gao)和間隙敏(min)感性低的(de)要求。
